Lispol
 
 
. . .
Nasza oferta

 

Nasza oferta
 
 
 
Nasza oferta

Zasilacze do LED ... artykuł w trakcie redakcji

Kryteria doboru zasilaczy do oświetlenia LED ...

 
2023-01-15
Dobór zasilacza do LED ...
Oświetlenie LED staje się coraz popularniejsze. Na dzień dzisiejszy różnego rodzaju źródła światła bazujące na technologii LED są najchętniej i najczęściej wybieranym sposobem oświetlenia.

W przeciwieństwie do konwencjonalnych źródeł światła (tj. żarówki żarnikowe czy CFL) technologia LED pozwala uzyskać tę samą ilość światła przy poborze znacząco mniejszej mocy, co dalej przekłada się na obniżenie kosztów związanych z eksploatacją tegoż oświetlenia.
Co jednak bardzo ważne - istnieje wiele technologii wykonania żarówek i lamp LED'owych, a różne ich odmiany wymagają specyficznego różniącego się sposobu zasilania.







1. Rodzaje świateł LED.
Samo pojęcie diody LED zostało już omówione wraz z opisem działania w artykule poświęconym właśnie zasadzie działania diod LED. Istnieje wiele rodzajów tychże źródeł światła we wielu wariantach wykonania, sposobie zasilania itd. W tym artykule przybliżymy sobie sposób prawidłowego zasilania jedynie tych, które dedykowane są do oświetlania pomieszczeń, obiektów czy przestrzeni meblowej (pomijając kontrolki, wskaźniki LED czy wskazówki LED'owe).
ŻARÓWKI LED

Podstawową grupą urządzeń oświetlenia LED są gotowe żarówki i świetlówki LED, które posiadają gotowe wbudowane układy kontrolujące zasilanie oraz przepływający przez same diody LED prąd. Istnieje ich wiele rodzajów przystosowanych do pracy z różnymi napięciami (230V lub 12-24V). Jest to najprostszy sposób wykorzystania technologii LED w oświetleniu w budynkach czy w ich okolicy, w pojazdach, w lampkach. 
Przeważnie produkowane są wedle ściśle określonych standardów dotyczących wielkości, wymiarów, mocy czy sposobu montażu. Do żarówek i świetlówek takich należą m. in. żarówki E27, żarówki E14, GU10, świetlówki T8 i inne.

LED COB

Kolejną grupą oświetleń LED są chipy i moduły COB (chip on board - kilkanaście do kilkuset pojedynczych chipów LED zatopionych w jednym luminoforze n ajednym wspólnym podłożu) wysokiej mocy. Ta grupa elementów wykorzystywanych w oświetleniu charakteryzuje się niewielkimi rozmiarami przy zachowaniu możliwości oddania ogromnej ilości światła sięgającej kilkaset do nawet kilkunastu tysięcy lumenów. Spotkać je można m. in. w plafonach LED, w naświetlaczach, halogenach LED'owych czy w reflektorach.
Fakt jednak, że wiele pojedynczych diod znajduje się w zagęszczeniu blisko siebie skutkuje tym, że moduły COB potrafią mocno grzać się nawet podczas normalnej pracy przy zachowaniu odpowiednich warunków ich pracy. Znając parametry i charakterystyki diod LED wiemy, że rozgrzany chip LED próbuje "wymusić" podaż większej ilości prądu, co jednak może go uszkodzić. W związku z tym ten specyficzny rodzaj oświetlenia wymaga specjalnego zasilania stałoprądowego, o którym powiemy coś nie coś w dalszej części artykułu.
Najczęściej zasilane są zasilaczami prądowymi o wartościach 260mA, 300/350mA, 700mA lub 1080mA. Napięcie im potrzebne zmienia się wraz ze zmianą temperatury modułu.

TAŚMA LED

Coraz powszechniejszym rodzajem oświetlenia stają się taśmy LED, których elastyczność, łatwość montażu czy szeroki wybór i dostępność profili i koryt montażowych na rynku sprawiają, że taśmy LED mogą z łatwością zastąpić wiele rodzajów oświetlenia i wpasować się we wiele miejsc i warunków; zamontowane odpowiednio mogą stać się integralną częścią ścian, sufitów, mebli itd.
Zasilanie tych taśm jest stosunkowo proste. Zasilane są stałonapięciowo i produkowane są w konkretnych standardach, co czyni je mocno uniwersalnymi. Podczas długotrwałej pracy ich parametry także mogą ulegać niewielkim zmianom. Co jednak ważne - w konstrukcji samej surowej taśmy LED zawarte są już odpowiednie elementy (rezystory), które stabilizują punkt pracy diod LED na taśmie.
Taśmy LED pracują na napięciach określonych pewnymi ogólnie przyjętymi standardami. Możemy mówić o taśmach LED 5V, 12V lub 24V. Taśmy LED zasilane 12V to zdecydowanie najczęściej wybierane i najpowszechniejsze spośród wymienionych.





2. Zasilacze do LED - klasyfikacja wstępna ...

Pomijając żarówki czy świetlówki LED posiadające wbudowany dedykowany zasilacz, możemy mówić dalej o 2 podstawowych rodzajach zasilaczy do oświetlenia LED'owego. Pierwszym z nich jest grupa zasilaczy stałonapięciowych, czyli obszerna grupa urządzeń dających jedno konkretne znamionowe napięcie i prąd odpowiedni dla podłączonego obciążenia. Drugim rodzajem zasilacza jest zasilacz stałoprądowy, czyli działający odwrotnie - zasilacz dąży do przekazania urządzeniu jednego stałego prądu i zwiększają bądź zmniejszają napięcie wyjściowe do momentu, w którym odbiornik nie pobierze znamionowego prądu. Zmiany napięcia w tym wypadku są tak szybkie, że nie jesteśmy w stanie ich obserwować. 
Zasilacze do oświetlenia LED pozostawiają dużą dowolność w zakresie doboru i "żonglowania" ich parametrami w pewnym określonym zakresie. Nie da się jednak bezpiecznie zastępować zasilacza napięciowego prądowym i odwrotnie. O dobieraniu jednak zasilaczy i dalej o dobieraniu zasilaczy zamiennych opowiemy sobie w dalszej części zaczynając od zasilaczy stałonapięciowych...





3. Zasilanie stałonapięciowe do LED - rodzaje ...
Najpowszechniejszym i stosunkowo najtańszym sposobem zasilania oświetlenia LED jest zasilanie stałonapięciowe. Zasilacz stałonapięciowy to nic innego jak odpowiednia sieciowa przetwornica dająca jedno znamionowe napięcie i prąd odpowiedni dla podłączonego urządzenia o wartości odpowiedniej dla jego rezystancji.
Zasilacze te są stosowane przede wszystkim do taśm LED oraz do żarówek posiadających dodatkowe wewnętrzne stabilizatory punktu pracy diod. Mogą przybierać różne kształty, wymiary, mogą cechować się różnymi sposobami montażu fizycznego i elektrycznego. W tym miejscu możemy wyróżnić : 

ZASILACZ WTYCZKOWY
Zasilacze wtyczkowe - bardzo popularna grupa zasilaczy, której główną zaletą jest gotowa obudowa pozwalająca podłączyć zasilacz bezpośrednio do kontaktu. Zasilacze takie mogą mieć przeróżne napięcia, różne znamionowe wydajności prądowe, kształty czy wymiary. 
Jak wspomniano - ich dużą zaletą jest konstrukcja, która sprawia, że zbędne jest dodatkowe dorabianie przewodów zasilających czy obudów. Minusem jest jednak stosunkowo niska wydajność prądowa. Maksymalny amperaż tych zasilaczy to około 1 ... 2.5A, niekiedy można mówić o 3 lub nawet 3.5A. 
Bardzo zbliżone konstrukcyjnie zasilacze w postaci kostki z gniazdem przewodu zasilającego SN-14 lub SN-311 mogą osiągać znamionowe prądy rzędu 3, 4 lub nawet 5A. W niektórych wypadkach jednak taki prąd to dalej za mało. 


ZASILACZ DO LED

Klasyczne zasilacze dedykowane do LED posiadają mniej wygodną bardziej otwartą) konstrukcję. Potrafią oddawać znacząco większe prądy (a co za tym idzie - znacząco większe moce) rzędu 3, 4 nawet do 15A. Wraz jednak z większą podażą prądu (co oczywiste) rośnie ich gabaryt. 
Montaż elektryczny przewodów odbywa się w ich wypadku poprzez przykręcenie odizolowanej części przewodu do odpowiednich zacisków śrubowych. Działa to tak samo zarówno w przypadku napięcia zasilania z sieci jak i napięcia wyjściowego, które podłączamy już bezpośrednio do LED.


ZASILACZ HERMETYCZNY
Zasilacze hermetyczne - grupa zasilaczy o konstrukcji przystosowanej do pracy w miejscach, gdzie może wystąpić ryzyko zawilgocenia lub lekkiego zalania urządzenia. Przez wzgląd na specyfikę (hermetyczność) zasilaczy posiadają one gotowe przewody wychodzące z obudowy, które za pomocą złącz "kostek" śrubowych lub zatrzaskowych można połączyć z właściwymi przewodami zasilającymi i przyłączeniowymi do taśm LED.
Ich wydajność prądowa względem wcześniej pokazanego klasycznego zasilacza nie ulega zmianie. Mogą jednak przy tym samym znamionowym prądzie mieć większy rozmiar, co jest dosyć logiczne w oparciu o fakt ich hermetycznej obudowy. 



ZASILACZ SLIM
Zasilacz SLIM lub SUPER-SLIM - to charakterystyczna odmiana zasilaczy do LED charakteryzująca się bardzo małym przekrojem. Pozwala to na bardzo dyskretne umieszczanie zasilaczy w otworach, kanałach, niektórych profilach czy w przestrzeni meblowej. 
Zasilacze te występują we wariantach cechujących się stosunkowo mniejszymi mocami niż dwa wcześniej wspomniane gatunki. Ich wydajność opiewa na nominały rzędu pojedynczych amperów (1, 2 do 5A). 



ZASILACZ DOPUSZKOWY
Zasilacze dopuszkowe charakteryzują się bardzo małymi wymiarami pozwalającymi na ich montaż wewnątrz puszek elektrycznych. 
Ich znamionowe moce nie przekraczają 40W.




ZASILACZE NA SZYNĘ DIN
Zasilacze zaprezentowane powyżej to dość specyficzna i stosunkowo rzadko wybierana grupa zasilaczy na szynę DIN. Jak wskazuje nazwa - zasilacze te są zamknięte w specjalnej obudowie przystosowanej do montażu na szynie DIN (np. w rozdzielnicach). 
Mogą osiągać moce rzędu 30, 60 lub nawet 120W. Wraz ze wzrostem mocy znamionowej rośnie ich szerokość. 


Wszystkie wyżej zaprezentowane rodzaje zasilaczy można z pewną (niestety ograniczoną) dowolnością stosować zamiennie. Istnieją jednak pewne kryteria parametrów, które znacząco ograniczają swobodę w wyborze zamiennika dla zasilacza ... Wątek ten jednak przenosi nas do następnego punktu, jakim jest : 




4. Zasilanie stałonapięciowe do LED - parametry ...

Jak wcześniej wspomniano - LED'owe źródła światła zasilane stałonapięciowo potrzebują jednego stałego napięcia i prądu zależnego od mocy itd. Właśnie ten parametr determinuje to, czy światło LED będzie miało możliwość zaświecić. Jednakże... Jakie to napięcie?

Najpowszechniejszymi standardami napięć są napięcia 5V, 12V i 24V. Posiadając więc przykładowo taśmę LED 12V potrzebujemy zasilacza 12V. Podłączając w to samo miejsce napięcie niższe możemy zauważyć, że taśma LED zaświeci słabiej lub nie zaświeci się w ogóle. Podłączając zaś napięcie wyższe taśma może uszkodzić się poprzez nieodwracalne spalenie się diod LED zawartych w jej konstrukcji. 

Drugim ważnym parametrem jest zamiennie prąd znamionowy lub znamionowa moc zasilacza. Dlaczego można stosować je zamiennie? Pozwala na to silna zależność między tymi trzema parametrami (napięcie, prąd, moc). Moc jest bowiem iloczynem napięcia i prądu znamionowego. Oznacza to, że zasilacz 12V 5A będzie miał moc 60W, a zasilacz 12V 100W będzie mógł oddać prąd o wartości około 8.3A. 

Oświetlenia LED zasilane stałonapięciowo (np. taśmy LED) mają określony przynajmniej jeden z parametrów (nie licząc znamionowego napięcia), który pozwala dobrać odpowiedni zasilacz. Przykładowo najpopularniejsze odmiany taśm LED w specyfikacji posiadają informacje o napięciu oraz mocy znamionowej przypadającej na każdy metr bieżący taśmy. 

Dla upraktycznienia powyższego opisu założymy, że chcemy zasilić 5 metrów taśmy LED 12V 14.4W/m (taśmy LED RGB i taśmy 5050). Potrzebujemy więc zasilacza, który odda nam 12V i prąd o wartości 5 razy 14.4W dzielone 12V. Obliczenia mówią, że prąd minimalny potrzebny do zasilenia tej taśmy to 5*14.4W/12V, czyli 6A (bądź 72W).

Dla większej trwałości całego układu przyjmuje się dobór zasilacza z około 25% zapasu mocy. Wiemy zatem, że 72W to minimum, jakie jest nam potrzebne do zasilenia taśmy LED z przykładu powyżej, ale bardziej wskazane będzie zastosować zasilacz 100W w tym przypadku (następna dostępna wielkość).

Zastosowanie zasilacza o niższej sprawności prądowej może skutkować nieprawidłowym działaniem układu. Zasilacz taki może poprzez wbudowane zabezpieczenia wyłączać się po krótkich impulsach (efekt mrugania światła) lub w najgorszym wypadku zasilacz może się uszkodzić.